LK Physik Praktikum Der Hall

LK Physik Praktikum Der Hall-Effekt
Materialliste:
2 Spulen à 500 Wdg.
Eisenkern mit 2 Jochen
Hallsonde
Hallplättchen
1 Analog,1 Digitalvoltmeter 1 Batterie 1,5 V
1 Magnetnadel 1 Widerstand 100
Vorbereitungen zum Experiment:
 Was versteht man unter dem Hall-Effekt?
 Leiten Sie die Formel für die Hallspannung UH her
 Was versteht man unter der Hallkonstenaten RH? Von welchen Größen hängt RH ab?
 Leiten Sie eine Formel für die Atomdichte nA in Germanium her und berechnen Sie nA
mit Ge =5,36 g/cm³ und mMol=72,6 g.
Versuch 1: Eichung der Flußdichte B im Luftspalt zwischen den beiden
Eisenjochstücken




Baue Sie die skizzierte Schaltung auf. Der
Luftspalt muß so breit sein, daß das Hallplättchen
gut Platz hat.
Platzieren Sie die Hallsonde (siehe Beiblatt) im
Luftspalt des Elektromagneten und stellen Sie die
Stromstärke des Spulenstromes auf 0A.
Drehen Sie am Drehknopf „Kompensation“ so
lange, bis die Hallspannung 0V beträgt.
(Erklärung: Dabei wird der obere Abgriffspunkt A
für die Hallspannung genau über den unteren
gelegt, siehe Abbildung 2.)
Erhöhen Sie nun den Spulenstrom in Schritten
von je 0,5 A von 0 A bis ca. 2,5A, notieren Sie
die Hallspannung und tragen Sie die Hallspnnung
über dem Spulenstrom ab. Sie erhalten eine sog. Eichkurve, mit der Sie zu jedem
Spulenstromwert die Flußdichte B bestimmen können.
Versuch 2: Die Hallspannung, die Ladungsträgerkonzentration und die
Ladungsträgergeschwindigkeit in Germanium

Bringen Sie nun das Halbleiterplättchen in
den Luftspalt des Elektromagneten
(Spaltweite auf keinen Fall mehr ändern,
sondern stimmt Ihre Eichkurve nicht mehr).

Schließen Sie es gemäß Abbildung 2 an,
schalten Sie das Gleichspannungsgerät aber
noch nicht ein . Die Schaltung muß vom
Lehrer kontrolliert werden! Siehe Bemerkung.

Bei der Schaltung fließt ein Querstrom durch das Halbleiterplättchen . Zu 3 Werten
dieses Stromes J zwischen 0 und max. 30 mA wird jeweils die Hallspannung bestimmt
und daraus die Ladungsträgergeschwindigkeit v und die Hallkonstante RH bestimmt.
Daten des Hallplättchens: Länge l=2,0 cm; Breite b= 1,0 cm ,Dicke d=1,0 mm
I B
Bestimmen Sie die Ladungsträgerkonzentration nl 
und vergleichen Sie mit
UH  d  e
N 
der Atomdichte n A  mol
. Bilden Sie das Verhältnis nA zu nL.
mmol
Bemerkung:
Das Netzteil, links die Stromanzeige mit dem Schalter für die Strombegrenzung! Diese a uf
10 mA stellen. Rechts die
Spannungsanzeige ,
darunter der Drehknopf
für die Spannung.
Spannung nur langsam
erhöhen!
LK Physik Praktikum Der Hall-Effekt
Materialliste:
2 Spulen à 500 Wdg.
Eisenkern mit 2 Jochen
Hallsonde
Hallplättchen
1 Analog,1 Digitalvoltmeter 1 Batterie 1,5 V
1 Magnetnadel 1 Widerstand 100
Vorbereitungen zum Experiment:
 Was versteht man unter dem Hall-Effekt?
 Leiten Sie die Formel für die Hallspannung UH her
 Was versteht man unter der Hallkonstenaten RH? Von welchen Größen hängt RH ab?
 Leiten Sie eine Formel für die Atomdichte nA in Germanium her und berechnen Sie nA
mit Ge =5,36 g/cm³ und mMol=72,6 g.
Versuch 1: Eichung der Flußdichte B im Luftspalt zwischen den beiden
Eisenjochstücken

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
Baue Sie die skizzierte Schaltung auf. Der
Luftspalt muß so breit sein, daß das Hallplättchen
gut Platz hat.
Platzieren Sie die Hallsonde (siehe Beiblatt) im
Luftspalt des Elektromagneten und stellen Sie die
Stromstärke des Spulenstromes auf 0A.
Drehen Sie am Drehknopf „Kompensation“ so
lange, bis die Hallspannung 0V beträgt.
(Erklärung: Dabei wird der obere Abgriffspunkt A
für die Hallspannung genau über den unteren
gelegt, siehe Abbildung 2.)
Erhöhen Sie nun den Spulenstrom in Schritten
von je 0,5 A von 0 A bis ca. 2,5A, notieren Sie
die Hallspannung und tragen Sie die Hallspnnung
über dem Spulenstrom ab. Sie erhalten eine sog. Eichkurve, mit der Sie zu jedem
Spulenstromwert die Flußdichte B bestimmen können.
Versuch 2: Die Hallspannung, die Ladungsträgerkonzentration und die
Ladungsträgergeschwindigkeit in Germanium


Bringen Sie nun das
Halbleiterplättchen in den Luftspalt
des Elektromagneten (Spaltweite auf
keinen Fall mehr ändern, sondern
stimmt Ihre Eichkurve nicht mehr).
Schließen Sie es gemäß Abbildung 2
an, schalten Sie das Gleichspannungsgerät aber noch nicht ein .Die
Schaltung muß vom Lehrer
kontrolliert werden!

Bei der Schaltung fließt ein Querstrom durch das Halbleiterplättchen . Zu 3 Werten
dieses Stromes J zwischen 0 und max. 30 mA wird jeweils die Hallspannung bestimmt
und daraus die Ladungsträgergeschwindigkeit v und die Hallkonstante RH bestimmt.
Daten des Hallplättchens: Länge l=2,0 cm; Breite b= 1,0 cm ,Dicke d=1,0 mm
I B
Bestimmen Sie die Ladungsträgerkonzentration nl 
und vergleichen Sie mit
UH  d  e
N 
der Atomdichte n A  mol
. Bilden Sie das Verhältnis nA zu nL.
mmol